TWI571173B - A system and method for temperature control in a light emitting diode illumination system - Google Patents

A system and method for temperature control in a light emitting diode illumination system Download PDF

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TWI571173B
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/18—Controlling the intensity of the light using temperature feedback

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  • Led Devices (AREA)

Description

用於發光二極體照明系統中的溫度控制的系統和方法
本發明的某些實施例針對積體電路。更具體地，本發明的一些實施例提供了用於熱控制的系統和方法。僅作為示例，本發明的一些實施例已被應用於發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)。但應認識到，本發明具有更廣泛的適用範圍。
在包括發光二極體(LED)的系統中，隨著LED的前嚮導通電流的增大以及控制晶片的封裝尺寸的減小，控制晶片和/或系統的散熱通常成為關心的問題。為了防止控制晶片和/或LED過熱，控制晶片經常檢測系統溫度的變化。如果系統溫度增大到某一等級，則控制晶片通常進入過溫保護模式並且最終關閉該系統。如果系統溫度達到閾值，則溫度控制機制可被實現以降低LED的驅動電流，以便防止系統溫度繼續升高。
LED照明系統(例如，LED燈)的功率通常由以下公式來確定：P d =V f *I f 公式(1)其中，Pd表示LED燈的功率，Vf表示LED燈的電壓，並且If表示LED燈的損耗電流。
由LED燈生成的熱量經常需要被耗散(例如，通過與LED系統的封裝相關的熱阻(thermal resistance))以便使LED燈保持安全。環境溫度(例如，LED燈外部的溫度)可隨著LED燈的散熱而升高，並且進而減少LED燈的散熱。LED控制系統(例如，控制晶片)在LED燈內部，其還包括一個或多個LED。環境溫度與功率及LED燈的散熱有關。LED控制系統的結溫與環境溫度之前的差可由以下公式來確定：T j -T a =P d *θ ja 公式(2)其中，Tj表示LED控制系統的結溫(junction temperature)，Ta表示環境溫度， 並且θja表示與LED控制系統的封裝相關的熱阻。根據公式(2)，結溫可被感知以調節傳遞給LED燈的功率從而控制LED燈內部的溫度以用於過熱保護和防止LED燈的熱失控。
根據公式(1)和(2)，LED控制系統的溫度可被檢測，並且LED的電流可被調整以獲得LED控制系統的溫度的回饋控制。例如，如果控制晶片的溫度增大到某一等級，則控制晶片調整與一個或多個LED相關聯的驅動電流以防止控制晶片的溫度和/或環境溫度繼續增大。
第1圖是示出了與一個或多個LED相關聯的驅動電流與用於溫度控制的LED控制系統的溫度的關係的簡化慣用圖。如第1圖所示，如果LED控制系統的溫度小於溫度閾值(例如，TBK)，則與一個或多個LED相關聯的驅動電流保持在某個量值處(例如，ILED_NOM)。如果LED控制系統的溫度超出溫度閾值(例如，TBK)，則LED控制系統減小驅動電流以降低LED控制系統的溫度。例如，驅動電流的量值隨著LED控制系統的溫度變化而以負斜率變化。作為示例，如果LED控制系統的溫度增大到更高的量值T0，則LED控制系統將驅動電流降低到電流量值ILED_0。如果LED控制系統的溫度增大到另一量值TEND0，則LED控制系統將驅動電流降低到低量值(例如，0)。
第1圖所示的溫度控制機制具有一些缺陷，例如，在某些情況下的LED閃爍。因此十分需要提高LED系統中的溫度控制技術。
本發明的某些實施例針對積體電路。更具體地，本發明的一些實施例提供了用於熱控制的系統和方法。僅作為示例，本發明的一些實施例已被應用於發光二極體(LED)。但應認識到，本發明具有更廣泛的適用範圍。
根據一個實施例，用於調節一個或多個電流的系統控制器包括：熱檢測器，被配置為檢測與系統控制器相關聯的溫度並且至少部分基於檢測到的溫度來生成熱檢測信號；以及調製和驅動器元件，被配置為接收熱檢測信號並且至少部分基於該熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流。調製和驅動 器元件還被配置為：回應於檢測到的溫度從第一溫度閾值增大但維持小於第二溫度閾值，生成驅動信號以將驅動電流保持在第一電流量值，第二溫度閾值高於第一溫度閾值；回應於檢測到的溫度增大到變得等於或大於第二溫度閾值，改變驅動信號以將驅動電流從第一電流量值降低到第二電流量值，第二電流量值小於第一電流量值；回應於檢測到的溫度從第二溫度閾值減小但維持大於第一溫度閾值，生成驅動信號以將驅動電流保持在第二電流量值；並且回應於檢測到的溫度減小到變得等於或小於第一溫度閾值，改變驅動信號以將驅動電流從第二電流量值增大到第一電流量值。
根據另一實施例，用於調節一個或多個電流的系統控制器包括：熱檢測器，被配置為檢測與系統控制器相關聯的溫度並且至少部分基於檢測到的溫度來生成熱檢測信號；以及調製和驅動器元件，被配置為接收熱檢測信號並且至少部分基於該熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流。調製和驅動器元件還被配置為：回應於檢測到的溫度增大到變得大於第一溫度閾值但維持小於第二溫度閾值，改變驅動信號以近似根據檢測到的溫度的指數函數來降低驅動電流，第一溫度閾值小於第二溫度閾值。
根據另一實施例，用於調節一個或多個電流的方法包括：檢測溫度；至少部分基於檢測到的溫度來生成熱檢測信號；接收熱檢測信號；以及至少部分基於該熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流。至少部分基於該熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流包括：回應於檢測到的溫度從第一溫度閾值增大但維持小於第二溫度閾值，生成驅動信號以將驅動電流保持在第一電流量值，第二溫度閾值高於第一溫度閾值；回應於檢測到的溫度增大到變得等於或大於第二溫度閾值，改變驅動信號以將驅動電流從第一電流量值降低到第二電流量值，第二電流量值小於第一電流量值；回應於檢測到的溫度從第二溫度閾值減小但維持大於第一溫度閾值，生成驅動信號以將驅動電流保持在第二電流量值；以及回應於檢測到的溫度減小到變得等於或小於第一溫度閾值，改變驅動信號以將驅動電流從第二電流量值增大到第一電流量值。
根據另一實施例，用於調節一個或多個電流的方法包括：檢測溫度；至少部分基於檢測到的溫度來生成熱檢測信號；接收熱檢測信號；以及至少部分基於該熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流。至少部分基於該熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流包括：回應於檢測到的溫度增大到變得大於第一溫度閾值但維持小於第二溫度閾值，改變驅動信號以近似根據檢測到的溫度的指數函數來降低驅動電流，第一溫度閾值小於第二溫度閾值。
取決於實施例，可以實現一個或多個有益效果。參考以下的具體描述和附圖能夠全面地領會本發明的這些有益效果和各種附加的目的、特徵以及優點。
200,1200‧‧‧LED照明系統
256,1256‧‧‧保護信號
202,1202‧‧‧系統控制器
258,1258‧‧‧調製信號
204,1204,412,804,1840‧‧‧電阻器
260,1260‧‧‧輸出電流
206,1206‧‧‧二極體
400‧‧‧求和元件
208,1208‧‧‧電感器
408,414,806,868,1868‧‧‧電流源元件
210,216,804,1210,1216‧‧‧電容器
410‧‧‧調整電流
212,1212‧‧‧LED
802,842,844,846,848‧‧‧電晶體
214,1214‧‧‧整流橋
1842,1846‧‧‧N溝道電晶體
218,1218‧‧‧熱檢測器
1844,1848‧‧‧P溝道電晶體
220,1220‧‧‧調製元件
810‧‧‧反及閘
222,1222‧‧‧操作模式檢測元件
812,856,1856‧‧‧及閘
224,1224,808,850,1850‧‧‧比較器
814,816,818,820‧‧‧反閘
226,1226‧‧‧驅動元件
814,816,818,820,1853,1855‧‧‧反或閘
228,1228‧‧‧開關
822,852,854,1852,1854‧‧‧反閘
230,1230‧‧‧交流輸入信號
860,1860‧‧‧緩衝器
232,1232‧‧‧電感元件
874,1874‧‧‧參考信號
234,1234‧‧‧輸入信號
236,1236‧‧‧驅動信號
878,882,1882,1878‧‧‧閾值電壓
886,834,1834,1886‧‧‧比較信號
242,246,1240,1242,1246‧‧‧端
942‧‧‧脈衝
252,1252‧‧‧熱檢測信號
1832‧‧‧參考電壓
250,1250‧‧‧操作模式檢測信號
832‧‧‧參考信號
253‧‧‧信號處理元件
254,1254‧‧‧閾值信號
240,248,830,870,872,1240,1248,1830,1872‧‧‧電壓信號
238,244,270,828,870,1238,1244,1270,1870‧‧‧電流
614,618,714,718,926,928,936,1614,1618‧‧‧低量值
255,824,826,858,876,880,884,899,18241884,1857,1859,1876,1899‧‧‧信號
602,604,606,608,702,704,706,708,902,904,906,908,910,911,912,914,920,922,1602,1604,1606,1608‧‧‧波形
610,612,616,660,662,710,712,716,760,762,920,922,924,932,934,940,1610,1612,1616,1660,1660,1662‧‧‧量值
第1圖是示出了與一個或多個LED相關聯的驅動電流與用於溫度控制的LED控制系統的溫度的關係的簡化慣用圖。
第2圖是根據本發明的實施例，示出了包括一個或多個LED的用於溫度控制的系統的簡化圖。
第3圖是根據本發明的實施例，示出了與一個或多個LED相關聯的驅動電流與用於溫度控制的系統控制器的溫度的關係的簡化圖。
第4(A)圖是根據本發明的一個實施例，示出了作為第2圖所示的系統的一部分的系統控制器的某些元件的簡化圖。
第4(B)圖是根據本發明的另一實施例，示出了作為第2圖所示的系統的一部分的系統控制器的某些元件的簡化圖。
第5圖是根據本發明的一個實施例，如果系統控制器的溫度低於第2圖所示的系統的閾值的簡化時序圖。
第6圖是根據本發明的一個實施例，示出了作為第2圖所示的系統的一部分的調製元件的某些元件的簡化圖。
第7圖是根據本發明的一個實施例，示出了與一個或多個LED相關聯的用於溫度控制的電流下限調整的簡化圖。
第8圖是根據本發明的另一實施例，示出了包括一個或多個LED的用於溫度控制的系統的簡化圖。
第9(A)圖是根據本發明的一個實施例，示出了與一個或多個LED相關聯的驅動電流與用於溫度控制的如第8圖所示的系統控制器的溫度的關係的簡化圖。
第9(B)圖是根據本發明的另一實施例，示出了與一個或多個LED相關聯的驅動電流與用於溫度控制的如第8圖所示的系統控制器的溫度的關係的簡化圖。
第10(A)圖是根據本發明的一個實施例，如果系統控制器的溫度低於如第8圖所示的系統的閾值的簡化時序圖。
第10(B)圖是根據本發明的一個實施例，如果系統控制器的溫度超出如第8圖所示的系統的閾值的簡化時序圖。
第11圖是根據本發明的一個實施例，示出了作為如第8圖所示的系統的一部分的系統控制器的某些元件的簡化圖。
第12圖是根據本發明的一個實施例的如第11圖所示的系統控制器的某些元件的簡化時序圖。
第13(A)圖是根據本發明的另一實施例，示出了與一個或多個LED相關聯的驅動電流與用於溫度控制的如第8圖所示的系統控制器的溫度的關係的簡化圖。
第13(B)圖是根據本發明的另一實施例，示出了與一個或多個LED相關聯的驅動電流與用於溫度控制的如第8圖所示的系統控制器的溫度的關係的簡化圖。
第14圖是根據本發明的另一實施例，示出了如第8圖所示與一個或多個LED相關聯的用於溫度控制的電流下限調整的簡化圖。
本發明的某些實施例針對積體電路。更具體地，本發明的一些實施例提供了用於熱控制的系統和方法。僅作為示例，本發明的一些實 施例已被應用於發光二極體(LED)。但應認識到，本發明具有更廣泛的適用範圍。
當系統溫度(例如，LED控制系統的結溫)達到高量值(例如，TEND)時，第1圖所示的溫度控制機制經常將LED驅動電流快速降為零，這可能導致LED的閃爍。然而，LED照明系統的不同應用經常對LED亮度具有不同需求(例如，相當於不同的LED驅動電流)。例如，在一些情況下，LED的亮度經常需要被保持在特定等級之上。
第2圖是根據本發明的實施例，示出了包括一個或多個LED的用於溫度控制的系統的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
LED照明系統200(例如，LED燈)包括系統控制器202、電阻器204、二極體206、電感器208、電容器210和216、整流橋214、電感元件232(例如，變壓器)以及一個或多個LED 212。系統控制器202包括熱檢測器218、調製元件220、操作模式檢測元件222、比較器224、驅動元件226、信號處理元件253以及開關228。例如，開關228包括金屬氧化物半導體場效應電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。在另一示例中，開關228包括雙極結型電晶體。在另一示例中，開關228包括絕緣閘雙極電晶體。如第2圖所示，LED照明系統200根據一些實施例，實現了BUCK拓撲。
根據一個實施例，交流輸入信號230被應用於驅動一個或多個LED 212。例如，電感元件232、整流橋214和電容器216運作以生成輸入信號234。作為示例，如果開關228回應於驅動信號236而閉合(例如，接通)，即，在接通時段期間(例如，Ton)，則電流238流過電感器208、開關228和電阻器204。在另一示例中，電感器208存儲能量。在另一示例中，電壓信號240(例如，Vsense)由電阻器204生成。在另一示例中，電壓信號240在量值上正比於電流238與電阻器204的阻抗的乘積。在另一示例中，電壓信號240在端242(例如，CS)處被檢測。
根據一些實施例，如果開關228回應於驅動信號236而被斷開 (例如，被關斷)，則關斷時段(例如，Toff)開始，並且電感器208的退磁過程開始。例如，電流244從電感器208通過二極體206流到一個或多個LED 212。在另一示例中，輸出電流260流過一個或多個LED 212。在另一示例中，與電感器208相關聯的電壓信號248(例如，VDRAIN)在端246(例如，DRAIN)處由系統控制器202檢測。
根據另一實施例，操作模式檢測元件222檢測電壓信號248並生成操作模式檢測信號250(例如，QR_dect)。作為示例，如果操作模式檢測元件222在電壓信號248中檢測到波谷(valley)(例如，低量值)，則在操作模式檢測信號250中生成對應於檢測到的波谷的脈衝。例如，熱檢測器218包括用於檢測系統控制器202的溫度的P-N結。作為示例，熱檢測器218至少部分基於系統控制器202的溫度來生成熱檢測信號252，並且信號處理元件253將閾值信號254(例如，Vth_ocp)與熱檢測信號252相結合以生成信號255。在另一示例中，比較器224接收電壓信號240和信號255並生成保護信號256(例如，OCP)。在另一示例中，調製元件220接收操作模式檢測信號250和保護信號256並向生成驅動信號236的驅動元件226輸出調製信號258。
根據某些實施例，驅動電流ILED(例如，輸出電流260的平均值)由以下公式來確定： 其中，ILED表示驅動電流，IPK表示流過一個或多個LED 212的峰值電流，Ton表示開關228在這期間為接通的接通時段，TDEM表示與LED照明系統200的退磁過程相關聯的退磁時段，並且Toff表示開關228在這期間被關斷的關斷時段。例如，驅動電流ILED(例如，輸出電流260的平均值)進一步由以下公式來確定： 其中，Vth_ocp表示閾值信號254，並且Rs表示電阻器204的阻抗。作為示例，如果LED照明系統200以準諧振(QR)模式操作，則退磁時段TDEM等於關 斷時段Toff的持續時間。根據一些實施例，公式(4)適用於某個系統溫度範圍。
根據一些實施例，系統控制器202實現溫度控制機制，其中，系統控制器202至少部分基於檢測到的系統溫度(例如，系統控制器202的結溫)來調整信號255以隨著溫度的變化來改變驅動電流(例如，流過一個或多個LED 212的輸出電流260的平均值)。例如，驅動電流在某一溫度範圍內隨著溫度的變化而以負斜率變化。根據某些實施例，系統控制器202實現另一溫度控制機制，其中，系統控制器202至少部分基於檢測到的系統溫度來調整關斷時段的持續時間以隨著溫度的變化來改變驅動電流(例如，流過一個或多個LED 212的輸出電流260的平均值)。例如，驅動電流在特定溫度範圍內隨著溫度的變化而非線性變化。作為示例，驅動電流大體根據溫度的指數函數來變化。
如上所述並在這裡進一步強調，第2圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。在一個實施例中，系統控制器202在升降壓(BUCK-BOOST)功率轉換架構中實現以實現溫度控制。在另一實施例中，系統控制器202被實現為用於返馳式功率轉換架構以實現溫度控制
第3圖是根據本發明的實施例，示出了與一個或多個LED212相關聯的驅動電流與用於溫度控制的系統控制器202的溫度的關係的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
如第3圖所示，根據一些實施例，系統控制器202隨著溫度的變化來改變驅動電流(例如，流過一個或多個LED 212的輸出電流260的平均值)。例如，如果系統控制器202的溫度小於溫度閾值(例如，TBK1)，則驅動電流(例如，ILED)保持在某量值(例如，ILED_NOM1)處。在另一示例中，如果系統控制器202的溫度超出溫度閾值(例如，TBK1)，則系統控制器202減小驅動電流(例如，ILED)以便降低系統控制器202的溫度。作為示例，在溫度閾值TBK1與溫度量值T2之間的範圍內，驅動電流在量值上隨著系統控制器202的溫度變化而以負斜率變化。在另一示例中，如果系統控制器202的溫度增大到溫度量值T1(例如，小於溫度量值T2)，則系統控制器 202將驅動電流變為電流量值ILED_1。在另一示例中，如果系統控制器202的溫度達到量值T2，則驅動電流減小到電流下限(例如，ILED_min1)。在另一示例中，在溫度量值T2與另一溫度閾值TTri1之間的範圍內，系統控制器202將驅動電流(例如，ILED)保持在量值上約等於電流下限(例如，ILED_min1)。在另一示例中，如果系統控制器202的溫度增大到變得等於或大於溫度閾值TTri1，則系統控制器202將驅動電流減小到低量值(例如，0)。在另一示例中，系統控制器202停止操作。
根據一個實施例，如果系統控制器202的溫度減小到變得等於或小於另一溫度閾值Trec1，則系統控制器202再次開始操作。例如，在溫度閾值Trec1與溫度量值T2之間的範圍內，系統控制器202將驅動電流保持在電流下限(例如，ILED_min1)。在另一示例中，在溫度閾值TBK1與溫度量值T2之間的範圍內，驅動電流在量值上隨著系統控制器202的溫度變化而以負斜率變化。在另一示例中，如果系統控制器202的溫度減小到低於溫度閾值TBK1，則系統控制器202將驅動電流保持在電流閾值ILED_NOM1。在另一示例中，溫度閾值Trec1等於溫度量值T2。
第4(A)圖是根據本發明的一個實施例，示出了作為LED照明系統200的一部分的系統控制器202的某些元件的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
如第4(A)圖所示，根據某些實施例，求和元件400將閾值電壓254(例如，與300K的溫度相關聯的預定閾值電壓)和熱檢測信號252(例如，隨著檢測到的系統溫度的變化而變化)，並且生成信號255。例如，在某一溫度範圍內，系統控制器202通過隨著檢測到的系統溫度的變化而改變熱檢測信號252來調整信號255。作為示例，求和元件400被包括在信號處理元件253中。
第4(B)圖是根據本發明的另一實施例，示出了作為LED照明系統200的一部分的系統控制器202的某些元件的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。如第4(B)圖所示，系統控制器202還包括電 阻器412和兩個電流源元件408和414。例如，電流源元件408被包括在熱檢測器218中。在另一示例中，電阻器412和電流源元件414被包括在信號處理元件253中。
根據一個實施例，調整電流410由電流源元件408生成以用於溫度控制。例如，調整電流410由以下公式來確定：I PTAT =K*T 公式(5)
其中，IPTAT表示調整電流410，T表示系統控制器202的溫度，並且K表示係數。根據一些實施例，如果系統控制器202的溫度超出閾值(例如，第3圖所示的TBK1)，則電壓下降ΔVPTAT(例如，第4(A)圖所示的熱檢測信號252)由電阻器412生成。例如，電壓下降ΔVPTAT由以下公式來確定：ΔV PTAT =I PTAT *R 公式(6)其中，ΔVPTAT表示電壓下降(例如，熱檢測信號252)，並且R表示調整電流410流過的電阻器412的阻抗。
根據一個實施例，信號255在量值上等於閾值信號254與電壓下降ΔVPTAT(例如，熱檢測信號252)之間的差。作為示例，信號255由以下公式來確定：V th_ocp (T)=V th_ocp (300K)-I PTAT *R=V th_ocp (300K)-K*T*R 公式(7)其中，Vth_ocp(T)表示信號255，並且Vth_ocp(300K)表示閾值信號254。根據一些實施例，驅動電流(例如，輸出電流260的平均值)基於公式(4)和公式(7)由以下公式來確定： 根據某些實施例，根據公式(8)，系統控制器202隨著檢測到的系統溫度的變化而線性(例如，用負斜率)改變驅動電流。
第5圖是根據本發明的一個實施例，如果系統控制器202的溫度低於LED照明系統200的閾值時的簡化時序圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。如第5圖所示，波形602表示作為時間的函數的驅動信 號236(例如，Gate)，波形604表示作為時間的函數的電壓信號248(例如，VDRAIN)，波形606表示作為時間的函數的電壓信號240(例如，Vsense)，並且波形608表示作為時間的函數的流過電感器208的電流270。
根據一個實施例，當系統溫度低於閾值(例如，第3圖所示的TBK1)時，LED照明系統200以正常QR模式操作，其中溫度控制機制未被啟動。例如，驅動電流(例如，流過一個或多個LED 212的輸出電流260的平均值)被保持在量值610(例如，第3圖所示的ILED_NOM1)。作為示例，當驅動信號236在接通時段期間處於邏輯高電平時(例如，如波形602所示的t0和t1之間)，開關228閉合(例如，接通)，並且電壓信號240(例如，Vsense)在量值上增大(例如，在t1處增大到量值612)，如波形606所示。在另一示例中，電流270在幅度上增大(例如，從低於量值610增大到大於量值610的量值660)，如波形608所示。在另一示例中，電壓信號248(例如，VDRAIN)保持在低量值614(例如，如波形604所示)。作為示例，量值612對應於信號255。
根據另一實施例，當驅動信號236如波形602所示從邏輯高電平變為邏輯低電平時(例如，在t1處)，開關228斷開(例如，關斷)。例如，電壓信號240(例如，Vsense)快速減小到低量值618(例如，0)，如波形606所示。在另一示例中，流過電感器208的電流270在量值上開始減小(例如，如波形608所示)。在另一示例中，電壓信號248(例如，VDRAIN)在量值上快速增大(例如，從低量值614增大到量值616)，如波形604所示。
根據另一實施例，在與電感器208的退磁過程相關聯的退磁時段(例如，TDEM)期間(例如，t1和t3之間)，驅動信號236保持在邏輯低電平(例如，如波形602所示)，並且開關228保持斷開(例如，關斷)。例如，電壓信號240(例如，Vsense)保持在低量值618(例如，0)，如波形606所示。在另一示例中，流過電感器208的電流270在量值上減小(例如，從量值660減小到小於量值610的量值662)，如波形608所示。在另一示例中，電壓信號248(例如，VDRAIN)在t1和t2之間保持在量值616，然後在t2和t3之間在量值上減小。在另一示例中，退磁時段(例如，TDEM)在持續時間上等於關斷時段。
根據另一實施例，在下一接通時段的開始處(例如，t3)，驅動信號236從邏輯低電平變為邏輯高電平(例如，如波形602所示)，並且開關228閉合(例如，接通)。例如，電壓信號240(例如，Vsense)在量值上增大(例如，如波形606所示)。在另一示例中，電流270在量值上開始增大(例如，如波形608所示)。在另一示例中，電壓信號248(例如，VDRAIN)在量值上快速減小(例如，減小到低量值614)，如波形604所示。
第6圖是根據本發明的一個實施例，示出了作為LED照明系統200的一部分的調製元件220的某些元件的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。如第6圖所示，調製元件220包括N溝道電晶體1842和1846、P溝道電晶體1844和1848、電阻器1840、比較器1850、反閘1852和1854、及閘1856、緩衝器1860、反或閘1853和1855，以及電流源元件1868。
根據一個實施例，電流源元件1868生成電流1870(例如，IPTAT)，並且電阻器1840提供電壓信號1872(例如，VT)。作為示例，電流1870在量值上正比於系統控制器202的溫度。作為另一示例，比較器1850接收電壓信號1872和參考信號1874並生成比較信號1886給反閘1852，反閘1852向反閘1854輸出信號1884(例如，/OTP)。在另一示例中，反閘1854回應於信號1884而輸出信號1876(例如，OTP)。在另一示例中，及閘1856接收信號1884和操作模式檢測信號250(QR_dect)並向反或閘1853輸出信號1857。在另一示例中，反或閘1853和反或閘1855是交叉連接的。例如，反或閘1853的輸出端被連接到反或閘1855的輸入端，而反或閘1855的輸出端被連接到反或閘1853的輸入端。作為示例，反或閘1855接收保護信號256(例如，OCP)並向緩衝器1860輸出信號1899，緩衝器1860輸出調製信號258(例如，PWM)。
根據另一實施例，N溝道電晶體1842和P溝道電晶體1848在其柵端接收信號1876(例如，OTP)，並且P溝道電晶體1844和N溝道電晶體1846在其柵端接收信號1884(例如，/OTP)。例如，閾值電壓1878(例如，Vth_rec)在N溝道電晶體1842和P溝道電晶體1844的源/漏端被提供給N溝道電晶體1842和P溝道電晶體1844，並且另一閾值電壓1882(例如，Vth_tri)在N 溝道電晶體1846和P溝道電晶體1848的源/漏端被提供給N溝道電晶體1846和P溝道電晶體1848。在另一示例中，N溝道電晶體1842、P溝道電晶體1844、N溝道電晶體1846和P溝道電晶體1848被配置為向比較器1850提供參考信號1874。
在一個實施例中，如果信號1876(例如，OTP)被設置為邏輯低電平(例如，“0”)，而信號1884(例如，/OTP)被設置為邏輯高電平(例如，“1”)，則N溝道電晶體1842和P溝道電晶體1844斷開(例如，關斷)，而N溝道電晶體1846和P溝道電晶體1848閉合(例如，接通)。作為示例，參考信號1874(例如，VREF)在量值上約等於閾值電壓1882(例如，Vth_tri)。作為另一示例，如果系統控制器202的溫度小於溫度閾值TTri1，則電壓信號1872(例如，VT)在量值上小於參考信號1874(例如，VREF)，並且比較器1850輸出處於邏輯低電平(例如，“0”)的比較信號1886。作為另一示例，信號1884(例如，/OTP)變為邏輯高電平(例如，“1”)而信號1876(例如，OTP)變為邏輯低電平(例如，“0”)。
在另一實施例中，響應於信號1884(例如，/OTP)處於邏輯高電平(例如，“1”)，及閘1856根據操作模式檢測信號250(例如，QR_dect)來輸出信號1857。例如，如果操作模式檢測信號250(例如，QR_dect)處於邏輯高電平，則信號1857處於邏輯高電平並且反或閘1853輸出處於邏輯低電平的信號1859。作為示例，如果保護信號256(例如，OCP)處於邏輯低電平(這表示過流保護機制不用被啟動)，則反或閘1855輸出處於邏輯高電平的信號1899，並且緩衝器1860輸出處於邏輯高電平的調製信號258(例如，PWM)。在另一示例中，如果操作模式檢測信號250(例如，QR_dect)處於邏輯低電平，則信號1857處於邏輯低電平並且信號1899保持在邏輯高電平(例如，除非保護信號256變為邏輯高電平)。
在另一實施例中，如果系統控制器202的溫度增大到變得大於溫度閾值TTri1(例如，如第3圖所示)，則電壓信號1872(例如，VT)增大到變得在量值上大於在量值上約等於閾值電壓1882(例如，Vth_tri)的參考信號1874(例如，VREF)，並且比較器1850輸出處於邏輯高電平(例如，“1”)的比較信號1886。例如，作為響應，信號1884(例如，/OTP)變為 邏輯低電平(例如，“0”)而信號1876(例如，OTP)變為邏輯高電平(例如，“1”)。作為示例，及閘1856輸出處於邏輯低電平(例如，“0”)的信號1857而不管操作模式檢測信號250(例如，QR_dect)的值，從而操作模式檢測信號250(例如，QR_dect)被掩蓋。作為另一示例，信號1899由保護信號256(例如，OCP)確定。作為另一示例，如果保護信號256(例如，OCP)變為邏輯高電平(例如，“1”)，則信號1899變為邏輯低電平(例如，“0”)，並且調製信號258變為邏輯低電平(例如，“0”)。作為另一示例，驅動元件226輸出處於邏輯低電平(例如，“0”)的驅動信號236，並且作為回應，開關228斷開(例如，關斷)。作為另一示例，開關228在一段時間內保持斷開，並且LED照明系統200的正常操作被停止。
根據某些實施例，隨著信號1884(例如，/OTP)變為邏輯低電平(例如，“0”)而信號1876(例如，OTP)變為邏輯高電平(例如，“1”)，N溝道電晶體1842和P溝道電晶體1844閉合(例如，接通)，而N溝道電晶體1846和P溝道電晶體1848斷開(例如，關斷)。例如，參考信號1874(例如，VREF)在量值上約等於閾值電壓1878(例如，Vth_rec)。在另一示例中，如果系統控制器202的溫度減小到變得小於溫度閾值Trec1(例如，如第3圖所示)，則信號電壓1872(例如，VT)變為在量值上小於在量值上約等於閾值電壓1878(例如，Vth_rec)的參考信號1874(例如，VREF)，並且比較器1850輸出處於邏輯低電平(例如，“0”)的比較信號1886。作為響應，信號1884(例如，/OTP)變為邏輯高電平(例如，“1”)而信號1876(例如，OTP)變為邏輯低電平(例如，“0”)。在另一示例中，響應於信號1884(例如，/OTP)處於邏輯高電平(例如，“1”)，及閘1856再次根據操作模式檢測信號250(例如，QR_dect)來輸出信號1857。作為示例，驅動元件226輸出驅動信號236來以一定頻率閉合或斷開開關228，並且LED照明系統200執行正常操作。在一些實施例中，反或閘1853和1855被移除，並且及閘1856向緩衝器1860輸出信號1899。
第7圖是根據本發明的一個實施例，示出了與一個或多個LED212相關聯的用於溫度控制的電流下限調整的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將 認識到許多變更、替換和修改。
根據一些實施例，系統控制器202調整過壓保護閾值下限(Vth_ocp_min)以確定電流下限(例如，根據公式(8))。例如，根據公式(7)，信號255隨溫度變化而變化。作為示例，如果信號255變為在量值上小於過壓保護閾值下限(Vth_ocp_min)，則系統控制器202將信號255變為在量值上等於過壓保護閾值下限(Vth_ocp_min)。作為另一示例，電流下限至少部分基於過壓保護閾值下限(Vth_ocp_min)的調整來確定(例如，在某一範圍內)。回過頭來參考第3圖，根據某些實施例，電流下限(例如，ILED_min1)可通過調整過壓保護閾值下限來改變。
如第7圖所示，根據一些實施例，系統控制器202隨著溫度的變化而改變驅動電流(例如，流過一個或多個LED212的輸出電流260的平均值)。例如，如果系統控制器202的溫度小於溫度閾值(例如，TBK4)，則驅動電流(例如，ILED)保持在某量值(例如，ILED_NOM4)。在另一示例中，如果系統控制器202的溫度超出溫度閾值(例如，TBK4)，則系統控制器202減小驅動電流(例如，ILED)以便降低系統控制器202的溫度。作為示例，在溫度閾值TBK4與溫度量值T6之間的範圍內，驅動電流在量值上隨著系統控制器202的溫度變化而以負斜率變化。在另一示例中，如果系統控制器202的溫度達到量值T6，則驅動電流減小到電流下限(例如，ILED_min3)。在另一示例中，在溫度量值T6與另一溫度閾值TTri3之間的範圍內，系統控制器202將驅動電流(例如，ILED)保持在量值上約等於電流下限(例如，ILED_min3)。在另一示例中，如果系統控制器202的溫度增大到變得等於或大於溫度閾值TTri3，則系統控制器202將驅動電流減小到低量值(例如，0)。在另一示例中，系統控制器202停止正常操作。
根據一個實施例，如果系統控制器202的溫度減小到變得等於或大於另一溫度閾值Trec3，則系統控制器202再次開始正常操作。例如，在溫度閾值Trec3與溫度量值T6之間的範圍內，系統控制器202將驅動電流保持在電流下限(例如，ILED_min3)。在另一示例中，在溫度閾值TBK4與溫度量值T6之間的範圍內，驅動電流在量值上隨著系統控制器202的溫度變化而以負斜率變化。在另一示例中，如果系統控制器202的溫度減小到低於溫度閾 值TBK4，則系統控制器202將驅動電流保持在電流閾值ILED_NOM4。
根據另一實施例，如果電流下限從ILED_min3變為ILED_min4，則驅動電流變為對應的電流下限的溫度從T6變為T7。例如，如果電流下限變為ILED_min5，則驅動電流變為對應的電流下限的溫度變為T8。在另一示例中，如果電流下限變為ILED_min6，則驅動電流變為對應的電流下限的溫度變為T9。作為示例，T7 T8 T9 T6。
第8圖是根據本發明的另一實施例，示出了包括一個或多個LED的用於溫度控制的系統的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
LED照明系統1200(例如，LED燈)包括系統控制器1202、電阻器1204、二極體1206、電感器1208、電容器1210和1216、整流橋1214、電感元件1232(例如，變壓器)以及一個或多個LED 1212。系統控制器1202包括熱檢測器1218、調製元件1220、操作模式檢測元件1222、比較器1224、驅動元件1226以及開關1228。例如，開關1228包括金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。在另一示例中，開關1228包括雙極結型電晶體。在另一示例中，開關1228包括絕緣閘雙極電晶體。如第8圖所示，LED照明系統系統1200根據一些實施例，實現了BUCK拓撲。
根據一個實施例，交流輸入信號1230被應用於驅動一個或多個LED 1212。例如，電感元件1232、整流橋1214和電容器1216運作以生成輸入信號1234。作為示例，如果開關1228回應於驅動信號1236而閉合(例如，接通)，即，在接通時段期間(例如，Ton)，則電流1238流過電感器1208、開關1228和電阻器1204。在另一示例中，電感器1208存儲能量。在另一示例中，電壓信號1240(例如，Vsense)由電阻器1204生成。在另一示例中，電壓信號1240在量值上正比於電流1238與電阻器1204的阻抗的乘積。在另一示例中，電壓信號1240在端1242(例如，CS)處被檢測。
根據一些實施例，如果開關1228回應於驅動信號1236而被斷開(例如，關斷)，則關斷時段(例如，Toff)開始，並且電感器1208的退磁過程開始。例如，電流1244從電感器1208通過二極體1206流到一個或多 個LED 1212。在另一示例中，輸出電流1260流過一個或多個LED 1212。在另一示例中，與電感器1208相關聯的電壓信號1248(例如，VDRAIN)在端1246(例如，DRAIN)處由系統控制器1202檢測。
根據另一實施例，操作模式檢測元件1222檢測電壓信號1248並生成操作模式檢測信號1250。作為示例，如果操作模式檢測元件1222在電壓信號1248中檢測到波谷(例如，低量值)，則在操作模式檢測信號1250中生成與檢測到的波谷相對應的脈衝。例如，熱檢測器1218包括用於檢測系統控制器1202的溫度的P-N結。作為示例，熱檢測器1218至少部分基於系統控制器1202的溫度來生成熱檢測信號1252。在另一示例中，比較器1224接收電壓信號1240和閾值信號1254(例如，Vth_ocp)並生成保護信號1256(例如，OCP)。在另一示例中，調製元件1220接收操作模式檢測信號1250、熱檢測信號1252和保護信號1256並向生成驅動信號1236的驅動元件1226輸出調製信號1258。
根據某些實施例，驅動電流ILED(例如，輸出電流1260的平均值)由以下公式來確定： 其中，ILED表示驅動電流，IPK表示流過一個或多個LED 1212的峰值電流，Ton表示開關1228在這期間為接通的接通時段，TDEM表示與LED照明系統1200的退磁過程相關聯的退磁時段，並且Toff表示開關1228在這期間被關斷的關斷時段。例如，驅動電流ILED由以下公式來確定： 其中，Vth_ocp表示閾值信號1254，並且Rs表示電阻器1204的阻抗。作為示例，如果LED照明系統1200以準諧振(QR)模式操作，則退磁時段TDEM等於關斷時段Toff的持續時間。根據一些實施例，公式(10)適用於某個系統溫度範圍。
根據一些實施例，系統控制器1202實現溫度控制機制，其中，系統控制器1202至少部分基於檢測到的系統溫度(例如，系統控制器 1202的結溫)來調整閾值信號1254以隨著溫度的變化來改變驅動電流(例如，流過一個或多個LED 1212的輸出電流1260的平均值)。例如，驅動電流在某一溫度範圍內隨著溫度的變化而以負斜率變化。根據某些實施例，系統控制器1202實現另一溫度控制機制，其中，系統控制器1202至少部分基於檢測到的系統溫度來調整關斷時段的持續時間以隨著溫度的變化來改變驅動電流(例如，流過一個或多個LED 1212的輸出電流1260的平均值)。例如，驅動電流在特定溫度範圍內隨著溫度的變化而非線性變化。作為示例，驅動電流大體根據溫度的指數函數來變化。
如上所述並在這裡進一步強調，第8圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。在一個實施例中，系統控制器1202在BUCK-BOOST功率轉換架構中實現以實現溫度控制。在另一實施例中，系統控制器1202被實現為用於返馳式功率轉換架構以實現溫度控制。
第9(A)圖是根據本發明的一個實施例，示出了與一個或多個LED 1212相關聯的驅動電流與用於溫度控制的系統控制器1202的溫度的關係的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
如第9(A)圖所示，根據一些實施例，系統控制器1202隨著溫度的變化來改變驅動電流(例如，流過一個或多個LED 1212的輸出電流1260的平均值)。例如，如果系統控制器1202的溫度小於溫度閾值(例如，TBK2)，則驅動電流(例如，ILED)保持在某量值(例如，ILED_NOM2)。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度超出溫度閾值(例如，TBK2)，則系統控制器1202減小驅動電流以便降低系統控制器1202的溫度。在一些實施例中，在溫度閾值TBK2與溫度量值T4之間的範圍內，驅動電流在量值上隨著系統控制器1202的溫度變化而非線性變化。作為示例，在溫度閾值TBK2與溫度量值T4之間的範圍內，驅動電流大體根據系統控制器1202的溫度的指數函數來變化。在一些實施例中，根據指數函數，在溫度閾值TBK2與溫度量值T4之間的範圍內，驅動電流由以下公式來確定：I LED =a-b*e cT 公式(11) 其中，a、b和c是不受溫度影響的參數。例如，a、b和c是不受溫度影響的正參數。在另一示例中，驅動電流使用指數函數的近似技術(例如，泰勒級數)來確定。
根據一個實施例，如果系統控制器1202的溫度增大到溫度量值T3(例如，小於溫度量值T4)，則系統控制器1202將驅動電流降低到電流量值ILED_2。例如，如果系統控制器1202的溫度達到量值T4，則驅動電流減小到電流下限(例如，ILED_min2)。在另一示例中，在溫度量值T4與另一溫度閾值TTri2之間的範圍內，系統控制器1202將驅動電流保持在量值上約等於電流下限(例如，ILED_min2)。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度增大到變得等於或大於溫度閾值TTri2，則系統控制器1202將驅動電流減小到低量值(例如，0)。在另一示例中，系統控制器1202停止正常操作。在另一示例中，系統控制器1202在T3和T4之間的溫度範圍內減小驅動電流比在TBK2和T3之間的溫度範圍內減小驅動電流快。
根據另一實施例，如果系統控制器1202的溫度減小到變得等於或小於溫度閾值Trec2，則系統控制器1202再次開始正常操作。例如，在溫度閾值Trec2與溫度量值T4之間的範圍內，系統控制器1202將驅動電流保持在電流下限(例如，ILED_min2)。在另一示例中，在溫度閾值TBK2與溫度量值T4之間的範圍內，驅動電流在量值上隨著系統控制器1202的溫度變化而非線性變化。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度減小到低於溫度閾值TBK2，則系統控制器1202將驅動電流保持在電流閾值ILED_NOM2。
根據某些實施例，系統控制器1202至少部分基於檢測到的系統溫度來調整關斷時段的持續時間以隨著溫度的變化來(例如，非線性地)改變驅動電流。例如，如果LED照明系統1200以QR模式操作，則關斷時段在持續時間上等於退磁時段(例如，TDEM)。作為示例，如果系統控制器1202的溫度超出閾值(例如，如第9(A)圖所示的TBK2)，則調整時段TPTAT至少部分基於檢測到的系統溫度來生成以成為關斷時段(例如，Toff)的一部分。也就是說，關斷時段由以下公式來確定：T off =T DEM +T PTAT 公式(12)根據一些實施例，驅動電流(例如，輸出電流1260的平均值)基於公式(10) 和公式(12)由以下公式確定：
第9(B)圖是根據本發明的另一實施例，示出了與一個或多個LED 1212相關聯的驅動電流與用於溫度控制的系統控制器1202的溫度的關係的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
如第9(B)圖所示，根據一些實施例，系統控制器1202隨著溫度的變化來改變驅動電流(例如，流過一個或多個LED 1212的輸出電流1260的平均值)。例如，如果系統控制器1202的溫度小於溫度閾值(例如，TBK13)，則驅動電流(例如，ILED)保持在某量值(例如，ILED_NOM13)。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度超出溫度閾值(例如，TBK13)，則系統控制器1202減小驅動電流以便降低系統控制器1202的溫度。在一些實施例中，在溫度閾值TBK13與溫度量值T16之間的範圍內，驅動電流在量值上隨著系統控制器1202的溫度變化而非線性變化。作為示例，在溫度閾值TBK13與溫度量值T16之間的範圍內，驅動電流大體根據系統控制器1202的溫度的指數函數來變化。在一些實施例中，根據指數函數，在溫度閾值TBK13與溫度量值T16之間的範圍內，驅動電流由以下公式來確定：I LED =u+v*e -wT 公式(14)其中，u、v和w是不受溫度影響的參數。例如，u、v和w是不受溫度影響的正參數。在另一示例中，驅動電流使用指數函數的近似技術(例如，泰勒級數)來確定。
根據一個實施例，如果系統控制器1202的溫度增大到溫度量值T15(例如，小於溫度量值T16)，則系統控制器1202將驅動電流降低到電流量值ILED_13。例如，如果系統控制器1202的溫度達到量值T16，則驅動電流減小到電流下限(例如，ILED_min13)。在另一示例中，在溫度量值T16與另一溫度閾值TTri13之間的範圍內，系統控制器1202將驅動電流保持在量值上約等於電流下限(例如，ILED_min13)。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度增大到變得等於或大於溫度閾值TTri13，則系統控制器1202將驅動電 流減小到低量值(例如，0)。在另一示例中，系統控制器1202停止正常操作。在另一示例中，系統控制器1202在T15和T16之間的溫度範圍內減小驅動電流比在TBK13和T15之間的溫度範圍內減小驅動電流慢。
根據另一實施例，如果系統控制器1202的溫度減小到變得等於或小於溫度閾值Trec13，則系統控制器1202再次開始正常操作。例如，在溫度閾值Trec13與溫度量值T16之間的範圍內，系統控制器1202將驅動電流保持在電流下限(例如，ILED_min13)。在另一示例中，在溫度閾值TBK13與溫度量值T16之間的範圍內，驅動電流在量值上隨著系統控制器1202的溫度變化而非線性變化。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度減小到低於溫度閾值TBK13，則系統控制器1202將驅動電流保持在電流閾值ILED_NOM13。
根據某些實施例，系統控制器1202至少部分基於檢測到的系統溫度來調整關斷時段的持續時間以隨著溫度的變化來(例如，非線性地)改變驅動電流。例如，如果LED照明系統1200以QR模式操作，則關斷時段在持續時間上等於退磁時段(例如，TDEM)。作為示例，如果系統控制器1202的溫度超出閾值(例如，如第9(B)圖所示的TBK13)，則調整時段TPTAT至少部分基於檢測到的系統溫度來生成以成為關斷時段(例如，Toff)的一部分。也就是說，關斷時段由以下公式來確定：T off =T DEM +T PTAT 公式(15)根據一些實施例，驅動電流(例如，輸出電流1260的平均值)基於公式(10)和公式(15)由以下公式確定：
第10(A)圖是根據本發明的一個實施例，如果系統控制器1202的溫度低於LED照明系統1200的閾值時的簡化時序圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。如第10(A)圖所示，波形1602表示作為時間的函數的驅動信號1236(例如，Gate)，波形1604表示作為時間的函數的電壓信號1248(例如，VDRAIN)，波形1606表示作為時間的函數的電壓信號1240(例如，Vsense)，並且波形1608表示作為時間的函數的流過電感器1208的電 流1270。
根據一個實施例，當系統溫度低於閾值(例如，第9(A)圖所示的TBK2)時，LED照明系統1200以正常QR模式操作，其中溫度控制機制未被啟動。例如，驅動電流(例如，流過一個或多個LED 1212的輸出電流1260的平均值)被保持在量值1610(例如，第9(A)圖所示的ILED_NOM2)。作為示例，當驅動信號1236在接通時段期間處於邏輯高電平時(例如，如波形1602所示的t20和t21之間)，開關1228閉合(例如，接通)，並且電壓信號1240(例如，Vsense)在量值上增大(例如，在t21處增大到量值1612)，如波形1606所示。在另一示例中，電流1270在幅度上增大(例如，從低於量值1610增大到大於量值1610的量值1660)，如波形1608所示。在另一示例中，電壓信號1248(例如，VDRAIN)保持在低量值1614(例如，如波形1604所示)。作為示例，量值1612對應於閾值信號1254(例如，Vth_OCP)。
根據另一實施例，當驅動信號1236如波形1602所示從邏輯高電平變為邏輯低電平時(例如，在t21處)，開關1228斷開(例如，關斷)。例如，電壓信號1240(例如，Vsense)快速減小到低量值1618(例如，0)，如波形1606所示。在另一示例中，流過電感器1208的電流1270在量值上開始減小(例如，如波形1608所示)。在另一示例中，電壓信號1248(例如，VDRAIN)在量值上快速增大(例如，從低量值1614增大到量值1616)，如波形1604所示。
根據另一實施例，在與電感器1208的退磁過程相關聯的退磁時段(例如，TDEM)期間(例如，t21和t23之間)，驅動信號1236保持在邏輯低電平(例如，如波形1602所示)，並且開關1228保持斷開(例如，關斷)。例如，電壓信號1240(例如，Vsense)保持在低量值1618(例如，0)，如波形1606所示。在另一示例中，流過電感器1208的電流1270在量值上減小(例如，從量值1660減小到小於量值1610的量值1662)，如波形1608所示。在另一示例中，電壓信號1248(例如，VDRAIN)在t21和t22之間保持在量值1616，然後在t22和t23之間在量值上減小。在另一示例中，退磁時段(例如，TDEM)在持續時間上等於關斷時段。
根據另一實施例，在下一接通時段的開始處(例如，t23)， 驅動信號1236從邏輯低電平變為邏輯高電平(例如，如波形1602所示)，並且開關1228閉合(例如，接通)。例如，電壓信號1240(例如，Vsense)在量值上增大(例如，如波形1606所示)。在另一示例中，電流1270在量值上開始增大(例如，如波形1608所示)。在另一示例中，電壓信號1248(例如，VDRAIN)在量值上快速減小(例如，減小到量值1614)，如波形1604所示。
第10(B)圖是根據本發明的一個實施例，當系統控制器1202的溫度超出LED照明系統1200的閾值時的簡化時序圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。如第10(B)圖所示，波形702表示作為時間的函數的驅動信號1236，波形704表示作為時間的函數的電壓信號1248(例如，VDRAIN)，波形706表示作為時間的函數的電壓信號1240(例如，Vsense)，並且波形708表示作為時間的函數的流過電感器1208的電流1270。
根據一個實施例，當系統溫度超出閾值(例如，第9(A)圖所示的TBK2)時，LED照明系統1200以溫度控制模式操作，其中溫度控制機制被啟動。例如，驅動電流(例如，流過一個或多個LED 1212的輸出電流1260的平均值)對應於量值710。作為示例，當驅動信號1236在接通時段期間處於邏輯高電平時(例如，如波形702所示的t5和t6之間)，開關1228閉合(例如，接通)，並且電壓信號1240(例如，Vsense)在量值上增大(例如，在t6處增大到量值712)，如波形706所示。在另一示例中，電流1270在幅度上增大(例如，從低於量值710增大到大於量值710的量值760)，如波形708所示。在另一示例中，電壓信號1248(例如，VDRAIN)保持在低量值714(例如，如波形704所示)。
根據另一實施例，當驅動信號1236如波形702所示從邏輯高電平變為邏輯低電平時(例如，在t6處)，開關1228斷開(例如，關斷)。例如，電壓信號1240(例如，Vsense)快速減小到低量值718(例如，0)，如波形706所示。在另一示例中，電流1270在量值上開始減小(例如，如波形708所示)。在另一示例中，電壓信號1248(例如，VDRAIN)在量值上快速增大(例如，從低量值714增大到量值716)，如波形704所示。
根據另一實施例，在與電感器1208的退磁過程相關聯的退磁 時段(例如，TDEM)期間(例如，t6和t8之間)，驅動信號1236保持在邏輯低電平(例如，如波形702所示)，並且開關1228保持斷開(例如，關斷)。例如，電壓信號1240(例如，Vsense)保持在低量值718(例如，0)，如波形706所示。在另一示例中，電流1270在量值上減小(例如，從量值760減小到小於量值710的量值762)，如波形708所示。在另一示例中，電壓信號1248(例如，VDRAIN)在t6和t7之間保持在量值716，然後在t7和t8之間在量值上減小。
在一個實施例中，在t8和t9之間的調整時段(例如，TPTAT)期間，驅動信號1236保持在邏輯低電平(例如，如波形702所示)，並且開關1228保持斷開(例如，關斷)。例如，電壓信號1240(例如，Vsense)保持在低量值718(例如，0)，如波形706所示。在另一示例中，電流1270保持在量值762(例如，如波形702所示)。在另一示例中，關斷時段在大小上等於退磁時段(例如，TDEM)與調整時段(例如，TPTAT)的和。
另一實施例中，在下一接通時段的開始處(例如，t9)，驅動信號1236從邏輯低電平變為邏輯高電平(例如，如波形702所示)，並且開關1228閉合(例如，接通)。例如，電壓信號1240(例如，Vsense)在量值上增大(例如，如波形706所示)。在另一示例中，電流1270在量值上開始增大(例如，如波形708所示)。在另一示例中，電壓信號1248(例如，VDRAIN)在量值上快速減小(例如，減小到量值714)，如波形704所示。
第11圖是根據本發明的一個實施例，示出了作為LED照明系統1200的一部分的系統控制器1202的某些元件的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。如第11圖所示，調製元件1220包括電晶體802、電容器804、電流源元件806、比較器808、反及閘810、及閘812、反或閘814、816、818和820，以及反閘822。調製元件1220還包括電晶體842和846、電晶體844和848、電阻器840、比較器850、反閘852和854、及閘856、緩衝器860以及電流源元件868。
根據一個實施例，反或閘818和820至少部分基於驅動信號1236和操作模式檢測信號1250來生成信號824(例如，GX)。例如，反閘822 生成與信號824互補的信號826(例如，/GX)。作為示例，電晶體802在柵端接收信號824(例如，GX)，並且回應於信號824而閉合或斷開。作為另一示例，電容器804回應於與電流源元件806相關聯的溫度相關的電流828、至少部分基於電晶體802的狀態進行充電，並且電壓信號830(例如，VC)被生成。在另一示例中，比較器808接收電壓信號830和參考信號832並生成比較信號834(例如，MT)。作為示例，電壓信號830是在上坡時段內在量值上增大的斜坡信號。作為另一示例，電流828由以下公式來確定：I C =I DC -I PTAT (17)其中，IC表示電流828，IDC表示恒定電流，並且IPTAT表示隨系統控制器1202的溫度變化而變化的調整電流。
根據另一實施例，如果系統溫度T小於閾值(例如，第9(A)圖所示的TBK2)，則由熱檢測器1218生成的熱檢測信號1252(例如，Tdect)保持在邏輯低電平(例如，0)以掩蓋比較信號834(例如，MT)。例如，如果操作模式檢測元件1222在電壓信號1248(例如，VDRAIN)中檢測到波谷(例如，低量值)，則操作模式檢測元件1222改變檢測信號1250(例如，QR_dect)以將信號826(例如，/GX)設置為邏輯高電平(例如，1)。根據一些實施例，LED照明系統1200以正常QR模式操作，其中溫度控制機制未被啟動。例如，與電感器1208相關聯的退磁時段在持續時間上等於其間開關1228斷開(例如，關斷)的關斷時段。
根據另一實施例，如果系統溫度T大於閾值(例如，第9(A)圖所示的TBK2)，則熱檢測器1218將熱檢測信號1252(例如，Tdect)變為邏輯高電平(例如，“1”)。例如，關斷時段在持續時間上增大到等於退磁時段與調整時段(例如，TPTAT)的和。作為示例，比較器1224接收閾值信號1254(例如，Vth_OCP)和信號1240(例如，Vsense)並向反或閘816輸出保護信號1256。作為另一示例，閾值信號1254(例如，Vth_OCP)不隨系統控制器1202的溫度的變化而變化。
在一個實施例中，調整時段(例如，TPTAT)由以下公式來確定： 其中，Vref表示參考信號832，IDC表示恒定電流，IPTAT表示隨系統控制器1202的溫度變化而變化的調整電流，並且C表示電容器804的電容。例如，基於公式(10)、(12)和(18)，驅動電流ILED(例如，輸出電流1260的平均值)由以下公式來確定： 其中，ILED表示驅動電流，Ton表示開關1228在這期間為接通的接通時段，TDEM表示與LED照明系統1200的退磁過程相關聯的退磁時段，Vth_ocp表示閾值信號1254，並且Rs表示電阻器1204的阻抗。根據公式(19)，根據某些實施例，驅動電流隨溫度的變化而非線性變化(例如，如第9(A)圖所示)
在另一實施例中，接收保護信號1256(例如，OCP)的反或閘816與從及閘812接收信號880的反或閘814一起操作並生成信號858給及閘856。在另一示例中，電流源元件868生成電流870(例如，IPTAT)，並且電阻器840提供電壓信號872(例如，VT)。作為示例，電流870在量值上正比於系統控制器1202的溫度。作為另一示例，比較器850接收電壓信號872和參考信號874並生成比較信號886給反閘852，反閘852向反閘854輸出信號884(例如，/OTP)。在另一示例中，反閘854回應於信號884而輸出信號876(例如，OTP)。在另一示例中，及閘856接收信號884和信號858，並且緩衝器860輸出調製信號1258(例如，PWM)。
在一個實施例中，電晶體842和848在其柵端接收信號876(例如，OTP)，並且電晶體844和846在其柵端接收信號884(例如，/OTP)。例如，閾值電壓878(例如，Vth_rec)在電晶體842和844的源/漏端被提供給電晶體842和844，並且另一閾值電壓882(例如，Vth_tri)在電晶體846和848的源/漏端被提供給電晶體846和848。在另一示例中，電晶體842、844、846和848被配置為向比較器850提供參考信號874。
在另一實施例中，如果信號876(例如，OTP)被設置為邏輯低電平(例如，“0”)，而信號884(例如，/OTP)被設置為邏輯高電平 (例如，“1”)，則電晶體842和844斷開(例如，關斷)，而電晶體846和848閉合(例如，接通)。作為示例，參考信號874(例如，VREF)在量值上約等於閾值電壓882(例如，Vth_tri)。例如，如果系統控制器1202的溫度增大到變得大於溫度閾值TTri2(例如，如第9(A)圖所示)，則電壓信號872(例如，VT)在量值上增大到變得大於在量值上約等於閾值電壓882(例如，Vth_tri)的參考信號874(例如，VREF)，並且比較器850輸出處於邏輯高電平(例如，“1”)的比較信號886。作為響應，信號884(例如，/OTP)變為邏輯低電平(例如，“0”)而信號876(例如，OTP)變為邏輯高電平(例如，“1”)。在另一示例中，及閘856輸出處於邏輯低電平(例如，“0”)的信號899而不管信號858的值，並且調製信號1258(例如，PWM)也處於邏輯低電平。作為示例，驅動元件1226輸出處於邏輯低電平(例如，“0”)的驅動信號1236，並且作為回應，開關1228斷開(例如，關斷)。作為另一示例，開關1228在一段時間內保持斷開，並且系統LED照明1200的正常操作被停止。
根據某些實施例，隨著信號884(例如，/OTP)變為邏輯低電平(例如，“0”)而信號876(例如，OTP)變為邏輯高電平(例如，“1”)，電晶體842和844閉合(例如，接通)，而電晶體846和848斷開(例如，關斷)。例如，參考信號874(例如，VREF)在量值上約等於閾值電壓878(例如，Vth_rec)。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度減小到變得小於溫度閾值Trec2(例如，如第9(A)圖所示)，則電壓信號872(例如，VT)變為在量值上小於在量值上約等於閾值電壓878(例如，Vth_rec)的參考信號874(例如，VREF)，並且比較器850輸出處於邏輯低電平(例如，“0”)的比較信號886。作為響應，信號884(例如，/OTP)變為邏輯高電平(例如，“1”)而信號876(例如，OTP)變為邏輯低電平(例如，“0”)。在另一示例中，回應於信號884(例如，/OTP)和信號858，及閘856生成信號899。作為示例，驅動元件1226輸出驅動信號1236來閉合或斷開開關1228，並且LED照明系統1200執行正常操作。根據一些實施例，隨著信號884(例如，/OTP)變為邏輯高電平(例如，“1”)而信號876(例如，OTP)變為邏輯低電平(例如，“0”)，電晶體842和844斷開(例如，關斷)，而電晶體846和848 閉合(例如，接通)。作為示例，參考信號874(例如，VREF)在量值上再次變為約等於閾值電壓882(例如，Vth_tri)。
第12圖是根據本發明的一個實施例的如第11圖所示的系統控制器1202的某些組件的簡化時序圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
如第12圖所示，波形902表示作為時間的函數的驅動信號1236，波形904表示作為時間的函數的電壓信號1248(例如，VDRAIN)，波形911表示作為時間的函數的比較信號1834(例如，MT)，波形912表示作為時間的函數的電壓信號1240(例如，Vsense)，並且波形914表示作為時間的函數的流過電感器1208的電流1270。此外，波形906表示作為時間的函數的操作模式檢測信號1250(例如，QR_dect)，波形908表示作為時間的函數的信號1824(例如，GX)，並且波形910表示作為時間的函數的電壓信號1830(例如，VC)。例如，波形902、904、912和914分別與波形702、704、706和708相同。
根據一個實施例，驅動電流(例如，流過一個或多個LED1212的輸出電流1260的平均值)對應於量值920。作為示例，當驅動信號1236在接通時段Ton期間處於邏輯高電平時(例如，如波形902所示的t11和t12之間)，開關1228閉合(例如，接通)，並且電壓信號1240(例如，Vsense)在量值上增大(例如，在t12處增大到量值924)，如波形912所示。在另一示例中，電流1270在幅度上增大(例如，從低於量值920增大到大於量值920的量值922)，如波形914所示。在另一示例中，電壓信號1248(例如，VDRAIN)保持在低量值926(例如，如波形904所示)。在另一示例中，檢測信號1250(例如，QR_dect)在接通時段Ton期間保持在低量值928(例如，0)(例如，如波形906所示的t11和t12之間)。信號1824(例如，GX)保持在邏輯高電平(例如，如波形908所示)，並且作為回應，電壓信號1830(例如，VC)保持在小於參考電壓1832的量值932(例如，如波形910所示)。比較信號1834(例如，MT)在接通時段Ton期間保持在邏輯高電平(例如，如波形911所示的t11和t12之間)。
根據另一實施例，在退磁時段的開始處(例如，在t12處)，驅動信號1236變為邏輯低電平(例如，如波形902所示)，並且開關1228斷開(例如，關斷)。例如，電壓信號1240(例如，Vsense)快速減小到低量值936(例如，0)，如波形912所示。在另一示例中，電流1270在量值上開始減小(例如，如波形914所示)。在另一示例中，電壓信號1248(例如，VDRAIN)在量值上快速增大(例如，從低量值926增大到量值934)，如波形904所示。
根據另一實施例，在與電感器1208的退磁過程相關聯的退磁時段(例如，TDEM)期間(例如，t12和t14之間)，驅動信號1236保持在邏輯低電平(例如，如波形902所示)，並且開關1228保持斷開(例如，關斷)。例如，電壓信號1240(例如，Vsense)保持在低量值936(例如，0)，如波形912所示。在另一示例中，電流1270在量值上減小(例如，從量值922減小到小於量值920的量值940)，如波形914所示。在另一示例中，電壓信號1248(例如，VDRAIN)在t12和t13之間保持在量值934，然後在t13和t14之間在量值上減小。在另一示例中，在退磁時段(例如，TDEM)過程中，操作模式檢測信號1250保持在低量值928(例如，如波形906所示)。在另一示例中，信號1824(例如，GX)保持在邏輯高電平(例如，如波形908所示)，並且作為回應，電壓信號1830(例如，VC)保持在量值932(例如，如波形910所示)。比較信號1834(例如，MT)在退磁時段TDEM過程中保持在邏輯高電平(例如，如波形911所示的t12和t14之間)。
在一個實施例中，在調整時段TPTAT的開始處(例如，在t14處)，操作模式檢測元件1222檢測電壓信號1248中的第一波谷(例如，如波形904所示)，並且在操作模式檢測信號1250中生成脈衝942(例如，如波形906所示)。例如，信號1824(例如，GX)變為邏輯低電平(例如，如波形908所示)。在另一示例中，電壓信號1830(例如，VC)在量值上開始增大(例如，如波形910所示)。
在另一實施例中，在調整時段TPTAT(例如，t14和t15之間)期間，驅動信號1236保持在邏輯低電平(例如，如波形902所示)。例如，信號1824(例如，GX)保持在邏輯低電平(例如，如波形908所示)。在另一示例中，電壓信號1830(例如，VC)在量值上增大(例如，如波形910 所示)。在另一示例中，在t15處，電壓信號1830從低於參考電壓1832變為高於參考電壓1832，並且比較信號1834(例如，MT)從邏輯高電平變為邏輯低電平。根據一些實施例，作為回應，在很短的延遲之後(例如，t15和t16之間)，驅動信號1236從邏輯低電平變為邏輯高電平。根據某些實施例，驅動信號1236立刻從邏輯低電平變為邏輯高電平而沒有延遲。例如，一旦驅動信號1236從邏輯低電平變為邏輯高電平，則下一接通時段開始。
第13(A)圖是根據本發明的另一實施例，示出了與一個或多個LED1212相關聯的驅動電流與用於溫度控制的系統控制器1202的溫度的關係的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
如第13(A)圖所示，根據一些實施例，系統控制器1202隨著溫度的變化來改變驅動電流(例如，流過一個或多個LED 1212的輸出電流1260的平均值)。例如，如果系統控制器1202的溫度小於溫度閾值(例如，TBK3)，則驅動電流(例如，ILED)保持在某量值(例如，ILED_NOM3)。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度超出溫度閾值(例如，TBK3)，則系統控制器1202減小驅動電流以便降低系統控制器1202的溫度。在一些實施例中，在溫度閾值TBK3與溫度量值TEND1之間的範圍內，驅動電流在量值上隨著系統控制器1202的溫度變化而非線性變化。在一些實施例中，根據指數函數，在溫度閾值TBK3與溫度量值TEND1之間的範圍內，驅動電流由以下公式來確定：I LED =k-p*e qT 公式(20)其中，k、p和q是不受溫度影響的參數。例如，k、p和q是不受溫度影響的正參數。在另一示例中，驅動電流使用指數函數的近似技術(例如，泰勒級數)來確定。
根據一個實施例，如果系統控制器1202的溫度增大到溫度量值T5(例如，小於溫度量值TEND1)，則系統控制器1202將驅動電流降低到電流量值ILED_3。例如，如果系統控制器1202的溫度達到量值TEND1，則驅動電流減小到低量值(例如，0)。在另一示例中，系統控制器1202停止正常操作。在另一示例中，系統控制器1202在T5和TEND1之間的溫度範圍內減小驅 動電流比在TBK3和T5之間的溫度範圍內減小驅動電流快。
第13(B)圖是根據本發明的另一實施例，示出了與一個或多個LED 1212相關聯的驅動電流與用於溫度控制的系統控制器1202的溫度的關係的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
如第13(B)圖所示，根據一些實施例，系統控制器1202隨著溫度的變化來改變驅動電流(例如，流過一個或多個LED 1212的輸出電流1260的平均值)。例如，如果系統控制器1202的溫度小於溫度閾值(例如，TBK30)，則驅動電流(例如，ILED)保持在某量值(例如，ILED_NOM30)。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度超出溫度閾值(例如，TBK30)，則系統控制器1202減小驅動電流以便降低系統控制器1202的溫度。在一些實施例中，在溫度閾值TBK30與溫度量值TEND2之間的範圍內，驅動電流在量值上隨著系統控制器1202的溫度變化而非線性變化。作為示例，在溫度閾值TBK30與溫度量值TEND2之間的範圍內，驅動電流大體根據系統控制器1202的溫度的指數函數來變化。在一些實施例中，根據指數函數，在溫度閾值TBK30與溫度量值TEND2之間的範圍內，驅動電流由以下公式來確定：I LED =f+g*e -hT 公式(21)其中，f、g和h是不受溫度影響的參數。例如，f、g和h是不受溫度影響的正參數。在另一示例中，驅動電流使用指數函數的近似技術(例如，泰勒級數)來確定。
根據一個實施例，如果系統控制器1202的溫度增大到溫度量值T50(例如，小於溫度量值TEND2)，則系統控制器1202將驅動電流降低到電流量值ILED_30。例如，如果系統控制器1202的溫度達到量值TEND2，則驅動電流減小到低量值(例如，0)。在另一示例中，系統控制器1202停止正常操作。在另一示例中，系統控制器1202在T50和TEND2之間的溫度範圍內減小驅動電流比在TBK30和T50之間的溫度範圍內減小驅動電流慢。
LED照明系統的不同應用經常對LED亮度(例如，對應於不同的LED驅動電流)具有不同的需求。例如，不同的電流下限(例如，如第3圖所示的ILED_min1或如第9(A)圖所示的ILED_min2)被實現以用於不同的 LED應用。
第14圖是根據本發明的另一實施例，示出了與一個或多個LED 121相關聯的用於溫度控制的電流下限調整的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範疇。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
根據一些實施例，系統控制器1202調整關斷時段的持續時間上限(Toff_max)以確定電流下限(例如，根據公式(12)和(13))。例如，根據公式(12)和(13)，關斷時段的持續時間隨溫度變化而變化。作為示例，如果關斷時段的持續時間變為大於持續時間上限(Toff_max)，則系統控制器1202操作為將關斷時段的持續時間變為等於持續時間上限(Toff_max)。作為另一示例，電流下限至少部分基於關斷時段的持續時間上限(Toff_max)的調整來確定(例如，在一定範圍內)。回過頭來參考第9(A)圖和/或第9(B)圖，根據某些實施例，電流下限(例如，ILED_min2或ILED_min13)可通過調整關斷時段的持續時間上限來改變。
如第14圖所示，根據一些實施例，系統控制器1202隨著溫度的變化而改變驅動電流(例如，流過一個或多個LED 1212的輸出電流1260的平均值)。例如，如果系統控制器1202的溫度小於溫度閾值(例如，TBK5)，則驅動電流(例如，ILED)保持在某量值(例如，ILED_NOM5)。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度超出溫度閾值(例如，TBK5)，則系統控制器1202減小驅動電流以便降低系統控制器1202的溫度。作為示例，在溫度閾值TBK5與溫度量值T11之間的範圍內，驅動電流在量值上隨著系統控制器1202的溫度變化而非線性變化。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度達到量值T11，則驅動電流減小到電流下限(例如，ILED_min7)。在另一示例中，在溫度量值T11與另一溫度閾值TTri4之間的範圍內，系統控制器1202將驅動電流保持在量值上約等於電流下限(例如，ILED_min7)。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度增大到變得等於或大於溫度閾值TTri4，則系統控制器1202將驅動電流減小到低量值(例如，0)。在另一示例中，系統控制器1202停止正常操作。
根據一個實施例，如果系統控制器1202的溫度減小到變得等 於或大於另一溫度閾值Trec4，則系統控制器1202再次開始操作。例如，在溫度閾值Trec4與溫度量值T11之間的範圍內，系統控制器1202將驅動電流保持在電流下限(例如，ILED_min7)。在另一示例中，在溫度閾值TBK5與溫度量值T11之間的範圍內，驅動電流在量值上隨著系統控制器1202的溫度變化而非線性變化。在另一示例中，如果系統控制器1202的溫度減小到低於溫度閾值TBK5，則系統控制器1202將驅動電流保持在電流閾值ILED_NOM5。
根據另一實施例，如果電流下限從ILED_min7變為ILED_min8，則驅動電流變為對應的電流下限的溫度從T11變為T12。例如，如果電流下限變為ILED_min9，則驅動電流變為對應的電流下限的溫度變為T13。在另一示例中，如果電流下限變為ILED_min10，則驅動電流變為對應的電流下限的溫度變為T14。作為示例，T12 T13 T14 T11。
根據另一實施例，用於調節一個或多個電流的系統控制器包括：熱檢測器，被配置為檢測與系統控制器相關聯的溫度並且至少部分基於檢測到的溫度來生成熱檢測信號；以及調製和驅動器元件，被配置為接收熱檢測信號並且至少部分基於該熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流。調製和驅動器元件還被配置為：回應於檢測到的溫度從第一溫度閾值增大但維持小於第二溫度閾值，生成驅動信號以將驅動電流保持在第一電流量值，第二溫度閾值高於第一溫度閾值；回應於檢測到的溫度增大到變得等於或大於第二溫度閾值，改變驅動信號以將驅動電流從第一電流量值降低到第二電流量值，第二電流量值小於第一電流量值；回應於檢測到的溫度從第二溫度閾值減小但維持大於第一溫度閾值，生成驅動信號以將驅動電流保持在第二電流量值；並且回應於檢測到的溫度減小到變得等於或小於第一溫度閾值，改變驅動信號以將驅動電流從第二電流量值增大到第一電流量值。例如，該系統控制器至少根據第3圖、第7圖、第9(A)圖、第9(B)圖和/或第14圖來實現。
根據另一實施例，用於調節一個或多個電流的系統控制器包括：熱檢測器，被配置為檢測與系統控制器相關聯的溫度並且至少部分基於檢測到的溫度來生成熱檢測信號；以及調製和驅動器元件，被配置為接 收熱檢測信號並且至少部分基於該熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關/從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流。調製和驅動器元件還被配置為：回應於檢測到的溫度增大到變得大於第一溫度閾值但維持小於第二溫度閾值，改變驅動信號以近似根據檢測到的溫度的指數函數來降低驅動電流，第一溫度閾值小於第二溫度閾值。例如，該系統控制器至少根據第9(A)圖、第9(B)圖、第13(A)圖、第13(B圖)和/或第14圖來實現。
根據另一實施例，用於調節一個或多個電流的方法包括：檢測溫度；至少部分基於檢測到的溫度來生成熱檢測信號；接收熱檢測信號；以及至少部分基於該熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關/從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流。至少部分基於該熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流包括：回應於檢測到的溫度從第一溫度閾值增大但維持小於第二溫度閾值，生成驅動信號以將驅動電流保持在第一電流量值，第二溫度閾值高於第一溫度閾值；回應於檢測到的溫度增大到變得等於或大於第二溫度閾值，改變驅動信號以將驅動電流從第一電流量值降低到第二電流量值，第二電流量值小於第一電流量值；回應於檢測到的溫度從第二溫度閾值減小但維持大於第一溫度閾值，生成驅動信號以將驅動電流保持在第二電流量值；以及回應於檢測到的溫度減小到變得等於或小於第一溫度閾值，改變驅動信號以將驅動電流從第二電流量值增大到第一電流量值。 例如，該方法至少根據第3圖、第7圖、第9(A)圖、第9(B)圖和/或第14圖來實現。
根據另一實施例，用於調節一個或多個電流的方法包括：檢測溫度；至少部分基於檢測到的溫度來生成熱檢測信號；接收熱檢測信號；以及至少部分基於該熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關/從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流。至少部分基於該熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流包括：回應於檢測到的溫度增大到變得大於第一溫度閾值但維持小於第二溫度閾值，改變驅動信號以近似根據檢測到的溫度的指數 函數來降低驅動電流，第一溫度閾值小於第二溫度閾值。例如，該方法至少根據第9(A)圖、第9(B)圖、第3(A)圖、第13(B)圖和/或第14圖來實現。
例如，本發明的各種實施例的一些或全部元件每個都通過使用一個或多個軟體元件、一個或多個硬體元件和/或軟體和硬體元件的一個或多個組合，單獨地和/或與至少另一組件相結合地實現。在另一示例中，本發明的各種實施例的一些或全部元件每個都單獨地和/或與至少另一元件相結合地實現在一個或多個電路中，該一個或多個電路例如是一個或多個類比電路和/或一個或多個數位電路。在又一個示例中，能夠組合本發明的各種實施例和/或示例。
儘管已經對本發明的具體實施例進行了描述，但是本領域的技術人員應該理解，存在與所描述的實施例等同的其它實施例。因此，應當理解的是，本發明不由具體圖示的實施例來限制，而是僅由所附申請專利的範圍來限制。

Claims (34)

  1. 一種用於調節一個或多個電流的系統控制器，所述系統控制器包括：熱檢測器，被配置為檢測與所述系統控制器相關聯的溫度並且至少部分基於檢測到的溫度來生成熱檢測信號；調製和驅動器元件，被配置為接收所述熱檢測信號並且至少部分基於所述熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流；第一比較器，被配置為接收第一電壓信號和電流傳感信號並且至少部分基於所述第一電壓信號和所述電流傳感信號來生成第一比較信號，所述電流傳感信號與所述驅動電流相關聯，所述第一電壓信號與所述熱檢測信號相關聯；以及操作模式檢測元件，被配置為接收與所述驅動電流相關聯的第二電壓信號，並且至少部分基於所述第二電壓信號來生成模式檢測信號；其中，所述調製和驅動器元件還包括：調製元件，被配置為接收所述熱檢測信號，並且至少部分基於所述熱檢測信號來生成調製信號；以及驅動器元件，被配置為接收所述調製信號，並且至少部分基於所述調製信號來輸出所述驅動信號；其中，所述調製元件包括：信號發生器，被配置為接收所述模式檢測信號和所述驅動信號，並且至少部分基於所述模式檢測信號和所述驅動信號來生成第三電壓信號；電流生成元件，被配置為至少部分基於檢測到的溫度來提供第一電流；斜坡信號發生器，被配置為接收所述第一電流，並且至少部分基於所述第一電流和所述第三電壓信號來生成第四電壓信號；第二比較器，被配置為接收所述第四電壓信號和參考信號，並且至少部分基於所述第四電壓信號和所述參考信號來生成第二比較信號；以及邏輯操作元件，被配置為接收所述第二比較信號和所述熱檢測信號，並且至少部分基於所述第二比較信號和所述熱檢測信號來生成所述調製信號； 其中所述調製和驅動器元件還被配置為：回應於所述檢測到的溫度從第一溫度閾值增大但維持小於第二溫度閾值，生成所述驅動信號以將所述驅動電流保持在第一電流量值處，所述第二溫度閾值高於所述第一溫度閾值；回應於所述檢測到的溫度增大到變得等於或大於所述第二溫度閾值，改變所述驅動信號以將所述驅動電流從所述第一電流量值降低到第二電流量值，所述第二電流量值小於所述第一電流量值；回應於所述檢測到的溫度從所述第二溫度閾值減小但維持大於所述第一溫度閾值，生成所述驅動信號以將所述驅動電流保持在所述第二電流量值；以及回應於所述檢測到的溫度減小到變得等於或小於所述第一溫度閾值，改變所述驅動信號以將所述驅動電流從所述第二電流量值增大到所述第一電流量值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中，所述調製和驅動器元件還被配置為：回應於所述檢測到的溫度維持小於第三溫度閾值，生成所述驅動信號以將所述驅動電流保持在第三電流量值處，所述第三溫度閾值小於所述第一溫度閾值和所述第二溫度閾值；以及回應於所述檢測到的溫度增大到變得大於所述第三溫度閾值但維持小於第四溫度閾值，改變所述驅動信號以從所述第三電流量值降低所述驅動電流，所述第四溫度閾值大於所述第三溫度閾值但小於或等於所述第一溫度閾值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的系統控制器，其中，所述第四溫度閾值隨所述第一電流量值的增大而減小。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的系統控制器，其中，所述調製和驅動器元件還被配置為：回應於所述檢測到的溫度增大到變得大於所述第三溫度閾值但維持小於所述第四溫度閾值，改變所述驅動信號以從所述第三電流量值線性地降低所述驅動電流。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的系統控制器，其中，所述調製和驅動器元 件還被配置為：回應於所述檢測到的溫度增大到變得大於所述第三溫度閾值但維持小於所述第四溫度閾值，改變所述驅動信號以從所述第三電流量值非線性地降低所述驅動電流。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的系統控制器，其中，所述調製和驅動器元件還被配置為：回應於所述檢測到的溫度增大到變得大於所述第三溫度閾值但維持小於所述第四溫度閾值，改變所述驅動信號以近似根據所述檢測到的溫度的指數函數來降低所述驅動電流。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的系統控制器，其中，所述調製和驅動器元件還被配置為：回應於所述檢測到的溫度增大到變得大於所述第四溫度閾值但維持小於所述第二溫度閾值，改變所述驅動信號以將所述驅動電流保持在所述第一電流量值處。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還包括：求和元件，被配置為生成作為預定電壓和所述第三電壓信號的和的所述第一電壓信號，所述第三電壓信號在量值上正比於所述檢測到的溫度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的系統控制器，其中，所述求和元件包括：所述電流生成元件，被配置為至少部分基於檢測到的溫度來提供所述第一電流；以及電阻器，被配置為接收所述第一電流，並且至少部分基於所述第一電流來生成所述第三電壓信號。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中，所述斜坡信號發生器包括：電晶體，被配置為回應於所述第三電壓信號而閉合或斷開；以及電容器，被配置為回應於所述電晶體斷開而由所述第一電流充電並且生成所述第四電壓信號。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中，所述信號發生器包括一個或多個反或閘以及一個或多個反閘。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中，所述邏輯操作元件包括一個或多個反及閘、一個或多個反或閘以及一個或多個及閘。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中所述第二電流量值等於零。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中，所述調製和驅動器元 件包括：信號處理元件，被配置為接收所述熱檢測信號和閾值信號，並且至少部分基於所述熱檢測信號和所述閾值信號來生成所述第一電壓信號；所述第一比較器，被配置為接收所述第一電壓信號和與所述驅動電流相關聯的所述電流傳感信號，並且至少部分基於所述第一電壓信號和所述電流傳感信號來生成所述第一比較信號；所述調製元件，被配置為接收所述第一比較信號，並且至少部分基於所述第一比較信號來生成所述調製信號；以及所述驅動器元件，被配置為接收所述調製信號，並且至少部分基於所述調製信號來生成所述驅動信號。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的系統控制器，其中，所述信號處理元件包括：電流源元件，被配置為至少部分基於所述檢測到的溫度來提供第一流；以及電壓發生器，被配置為至少部分基於所述第一電流來生成所述熱檢測信號。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的系統控制器，其中，所述電壓發生器包括一個或多個電阻器。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的系統控制器，其中，所述調製元件還被配置為接收所述第一比較信號和所述模式檢測信號，並且至少部分基於所述第一比較信號和所述模式檢測信號來生成所述調製信號。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的系統控制器，其中，所述調製元件包括：電流源元件，被配置為至少部分基於所述檢測到的溫度來提供第一電流；第一電壓發生器，被配置為至少部分基於所述第一電流來生成所述第一電壓信號；所述第二比較器，被配置為接收所述第一電壓信號和第一參考信號，並且至少部分基於所述第一電壓信號和所述第一參考信號來生成所述第二比較信號；柵極驅動信號發生器，被配置為至少部分基於所述第二比較信號來生成第一柵極驅動信號和第二柵極驅動信號；以及 參考信號發生器，被配置為至少部分基於所述第一柵極驅動信號和所述第二柵極驅動信號來生成所述第一參考信號。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的系統控制器，其中，所述參考信號發生器包括：第一電晶體，包括第一柵端、第一電晶體端和第二電晶體端；第二電晶體，包括第二柵端、第三電晶體端和第四電晶體端；第三電晶體，包括第三柵端、第五電晶體端和第六電晶體端；以及第四電晶體，包括第四柵端、第七電晶體端和第八電晶體端；其中：所述第一柵端和所述第四柵端被配置為接收所述第一柵極驅動號；所述第二柵端和所述第三柵端被配置為接收所述第二柵極驅動信號；所述第一電晶體端和所述第三電晶體端被配置為接收與所述第一溫度閾值相關聯的下閾值電壓；所述第二電晶體端和所述第四電晶體端被配置為響應於所述第一柵極驅動信號處於第三邏輯電平，生成與所述下閾值電壓相對應的所述第一參考信號；所述第五電晶體端和所述第七電晶體端被配置為接收與所述第二溫度閾值相關聯的上閾值電壓；並且所述第六電晶體端和所述第八電晶體端被配置為回應於所述第二柵極驅動信號處於所述第三邏輯電平，生成與所述上閾值電壓相對應的所述第一參考信號。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的系統控制器，其中：所述第一電晶體和所述第三電晶體是N溝道電晶體；並且所述第二電晶體和所述第四電晶體是P溝道電晶體。
  21. 如申請專利範圍第18項所述的系統控制器，其中，所述調製元件還包括：第二電壓發生器，被配置為接收所述模式檢測信號和所述驅動信號，並且至少部分基於所述模式檢測信號和所述驅動信號來生成所述第三電壓信號；所述電流生成元件，被配置為至少部分基於所述檢測到的溫度來提供 第一電流；所述斜坡信號發生器，被配置為接收所述第一電流和所述第三電壓信號，並且至少部分基於所述第一電流和所述第三電壓信號來生成所述第四電壓信號；第三比較器，被配置為接收所述第四電壓信號和第二參考信號，並且至少部分基於所述第四電壓信號和所述第二參考信號來生成第三比較信號；以及所述邏輯操作元件，被配置為接收所述第三比較信號和所述熱檢測信號，並且至少部分基於所述第三比較信號和所述熱檢測信號來生成邏輯操作信號。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的系統控制器，其中，所述調製元件還包括：信號處理器，被配置為接收所述邏輯操作信號和所述第二柵極驅動信號，並且至少部分基於所述邏輯操作信號和所述第二柵極驅動信號來生成所述調製信號。
  23. 一種用於調節一個或多個電流的系統控制器，所述系統控制器包括：熱檢測器，被配置為檢測與所述系統控制器相關聯的溫度並且至少部分基於所述檢測到的溫度來生成熱檢測信號；調製和驅動器元件，被配置為接收所述熱檢測信號並且至少部分基於所述熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流；第一比較器，被配置為接收第一電壓信號和電流傳感信號，並且至少部分基於所述第一電壓信號和所述電流傳感信號來生成第一比較信號，所述電流傳感信號與所述驅動電流相關聯，所述第一電壓信號與所述熱檢測信號相關聯；以及操作模式檢測元件，被配置為接收與所述驅動電流相關聯的第二電壓信號，並且至少部分基於所述第二電壓信號來生成模式檢測信號；其中，所述調製和驅動器元件包括：調製元件，被配置為接收所述第一比較信號和所述模式檢測信號，並且至少部分基於所述第一比較信號和所述模式檢測信號來生成調製信號； 以及驅動器元件，被配置為接收所述調製信號，並且至少部分基於所述調製信號來輸出所述驅動信號；其中，所述調製元件包括：信號發生器，被配置為接收所述模式檢測信號和所述驅動信號，並且至少部分基於所述模式檢測信號和所述驅動信號來生成第三電壓信號；電流生成元件，被配置為至少部分基於所述檢測到的溫度來提供第一電流；斜坡信號發生器，被配置為接收所述第一電流和所述第三電壓信號，並且至少部分基於所述第一電流和所述第三電壓信號來生成第四電壓信號；第二比較器，被配置為接收所述第四電壓信號和參考信號，並且至少部分基於所述第四電壓信號和所述參考信號來生成第二比較信號；以及邏輯操作元件，被配置為接收所述第二比較信號和所述熱檢測信號，並且至少部分基於所述第二比較信號和所述熱檢測信號來生成所述調製信號；其中所述調製和驅動器元件還被配置為：回應於所述檢測到的溫度增大到變得大於第一溫度閾值但維持小於第二溫度閾值，改變所述驅動信號以近似根據所述檢測到的溫度的指數函數來降低所述驅動電流，所述第一溫度閾值小於所述第二溫度閾值。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的系統控制器，其中，所述斜坡信號發生器包括：電晶體，被配置為回應於所述第三電壓信號而閉合或斷開；以及電容器，被配置為回應於所述電晶體斷開而由所述第一電流充電並且生成所述第四電壓信號。
  25. 如申請專利範圍第23項所述的系統控制器，其中，所述信號發生器包括一個或多個反或閘以及一個或多個反閘。
  26. 如申請專利範圍第23項所述的系統控制器，其中，所述邏輯操作元件包括一個或多個反及閘、一個或多個反或閘以及一個或多個及閘。
  27. 如申請專利範圍第23項所述的系統控制器，其中，所述熱檢測器還被配置為：響應於所述檢測到的溫度小於第三溫度閾值，生成處於邏輯低電平的所述熱檢測信號；以及響應於所述檢測到的溫度大於所述第三溫度閾值，生成處於邏輯高電平的所述熱檢測信號。
  28. 如申請專利範圍第23項所述的系統控制器，其中，所述調製和驅動器元件還被配置為：回應於所述檢測到的溫度從第三溫度閾值增大但維持小於第四溫度閾值，生成所述驅動信號以將所述驅動電流保持在第一電流量值處，所述第四溫度閾值高於所述第三溫度閾值；回應於所述檢測到的溫度增大到變得等於或大於所述第四溫度閾值，改變所述驅動信號以將所述驅動電流從所述第一電流量值降低到第二電流量值，所述第二電流量值小於所述第一電流量值；回應於所述檢測到的溫度從所述第四溫度閾值減小但維持大於所述第三溫度閾值，生成所述驅動信號以將所述驅動電流保持在所述第二電流量值處；並且回應於所述檢測到的溫度減小到變得等於或小於所述第三溫度閾值，改變所述驅動信號以將所述驅動電流從所述第二電流量值增大到所述第一電流量值。
  29. 如申請專利範圍第28項所述的系統控制器，其中，所述調製和驅動器元件還被配置為：回應於所述檢測到的溫度維持小於所述第一溫度閾值，生成所述驅動信號以將所述驅動電流保持在第三電流量值處，所述第一溫度閾值小於所述第三溫度閾值和所述第四溫度閾值。
  30. 如申請專利範圍第28項所述的系統控制器，其中，所述第二溫度閾值等於所述第三溫度閾值。
  31. 如申請專利範圍第28項所述的系統控制器，其中，所述第二電流量值等於零。
  32. 如申請專利範圍第28項所述的系統控制器，其中，所述第二溫度閾值隨所述第一電流量值的增大而減小。
  33. 一種用於調節一個或多個電流的方法，所述方法包括：檢測溫度；至少部分基於檢測到的溫度來生成熱檢測信號；接收所述熱檢測信號；至少部分基於所述熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流；接收第一電壓信號和電流傳感信號並且至少部分基於所述第一電壓信號和所述電流傳感信號來生成第一比較信號，所述電流傳感信號與所述驅動電流相關聯，所述第一電壓信號與所述熱檢測信號相關聯；接收與所述驅動電流相關聯的第二電壓信號，並且至少部分基於所述第二電壓信號來生成模式檢測信號；接收所述第一比較信號和所述模式檢測信號，並且至少部分基於所述第一比較信號和所述模式檢測信號來生成所述驅動信號；接收所述模式檢測信號和所述驅動信號，並且至少部分基於所述模式檢測信號和所述驅動信號來生成第三電壓信號；至少部分基於檢測到的溫度來提供第一電流；接收所述第一電流，並且至少部分基於所述第一電流和所述第三電壓信號來生成第四電壓信號；接收所述第四電壓信號和參考信號，並且至少部分基於所述第四電壓信號和所述參考信號來生成第二比較信號；接收所述第二比較信號和所述熱檢測信號，並且至少部分基於所述第二比較信號和所述熱檢測信號來生成所述調製信號；以及接收所述調製信號，並且至少部分基於所述調製信號來輸出所述驅動信號；其中，所述至少部分基於所述熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流包括：回應於所述檢測到的溫度從第一溫度閾值增大但維持小於第二溫度閾值，生成所述驅動信號以將所述驅動電流保持在第一電流量值處，所 述第二溫度閾值高於所述第一溫度閾值；回應於所述檢測到的溫度增大到變得等於或大於所述第二溫度閾值，改變所述驅動信號以將所述驅動電流從所述第一電流量值降低到第二電流量值，所述第二電流量值小於所述第一電流量值；回應於所述檢測到的溫度從所述第二溫度閾值減小但維持大於所述第一溫度閾值，生成所述驅動信號以將所述驅動電流保持在所述第二電流量值處；以及回應於所述檢測到的溫度減小到變得等於或小於所述第一溫度閾值，改變所述驅動信號以將所述驅動電流從所述第二電流量值增大到所述第一電流量值。
  34. 一種用於調節一個或多個電流的方法，所述方法包括：檢測溫度；至少部分基於檢測到的溫度來生成熱檢測信號；接收所述熱檢測信號；至少部分基於所述熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流；接收第一電壓信號和電流傳感信號並且至少部分基於所述第一電壓信號和所述電流傳感信號來生成第一比較信號，所述電流傳感信號與所述驅動電流相關聯，所述第一電壓信號與所述熱檢測信號相關聯；接收與所述驅動電流相關聯的第二電壓信號，並且至少部分基於所述第二電壓信號來生成模式檢測信號；接收所述第一比較信號和所述模式檢測信號，並且至少部分基於所述第一比較信號和所述模式檢測信號來生成所述驅動信號；接收所述模式檢測信號和所述驅動信號，並且至少部分基於所述模式檢測信號和所述驅動信號來生成第三電壓信號；至少部分基於檢測到的溫度來提供第一電流；接收所述第一電流，並且至少部分基於所述第一電流和所述第三電壓信號來生成第四電壓信號；接收所述第四電壓信號和參考信號，並且至少部分基於所述第四電壓 信號和所述參考信號來生成第二比較信號；接收所述第二比較信號和所述熱檢測信號，並且至少部分基於所述第二比較信號和所述熱檢測信號來生成所述調製信號；以及接收所述調製信號，並且至少部分基於所述調製信號來輸出所述驅動信號；其中，所述至少部分基於所述熱檢測信號來生成驅動信號以閉合或斷開開關從而影響與一個或多個發光二極體相關聯的驅動電流包括：回應於所述檢測到的溫度增大到變得大於第一溫度閾值但維持小於第二溫度閾值，改變所述驅動信號以近似根據檢測到的溫度的指數函數來降低所述驅動電流，所述第一溫度閾值小於所述第二溫度閾值。
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